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耐高溫的沃斯帕洛伊合金(Waspaloy)

Waspaloy是美國聯合技術公司(United Technologies Corp)的注冊商標,它是一種時效硬化奧氏體(面心立方晶胞face-centred cubic)鎳基超級合金。Waspaloy合金的典型應用場是高溫用途,特別是應用于燃氣渦輪機上。


典型化學成分

Ni:58%,Cr:19%,Co:13%,Mo:4%,Ti:3%;Al:1.4%


化學成分表

性能

Waspaloy是一種時效硬化鎳基超級合金,在980℃(1800℉)以下具有出色的力學性能。Waspaloy的其他特征包括優良的耐腐蝕性能,耐氧化性能,適宜于在極端環境中服役。


Waspaloy合金在760-870℃ (1400-1600℉)溫度區間內仍具有相當好的強度值,以及優良的抗氧化性,可服役于溫度高達870℃(1600℉)燃氣渦輪發動機工作環境。在620-650℃(1150-1200℉)溫度范圍內,Waspaloy合金的蠕變斷裂強度明顯優于718合金。其730°C (1350°F)以下的短時熱抗拉強度劣于RA718。


物理性能

密度:0.296 lb/in3

熔化溫度:2425 - 2475℉

力學性能

典型拉伸性能,熱處理,板


根據相關資料,Q345B牌號在700℃時屈服強度約為90-100MPa,而21℃時屈服強度為345-390MPa。在700℃高溫下,Q345B力學性能下降60%以上,但沃斯帕洛伊合金僅下降不到13%,可見其良好的耐高溫性能。


典型蠕變斷裂強度,熱處理,板- 在所列時間的斷裂應力值

相應材料技術規范

AMS 5544, AMS 5708, AMS 5828

EN 2.4654

UNS N07001

Werkstoff 2.4654


用途

Waspaloy通常使用在極端環境中。常見應用包括:燃氣渦輪機的葉片,密封,環,軸和渦輪盤。由美國國家標準與技術研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)認證的標準物質1243,作為X射線熒光光譜儀(XRF:X-ray fluorescence spectroscopy)的一種標樣,就是用Waspaloy合金制作的。


英國飛機公司(British Aircraft Corporation,BAC)的TSR-2,一種1950年代后期開始研制的超音速攻擊機,其機身后部排氣噴嘴四周有一個整流罩,由于這個區域的高溫特點,該整流罩是用 Waspaloy制作成形的,并且不進行噴涂。這種合金的加工制作被描述為“非常棘手”,它是由布里斯托爾(Bristol)的發動機專家團隊負責實施的,而非由的飛機機身制造商BAC來完成。


TSR-2尾部,顯示了未涂裝的Waspaloy合金整流罩

(Tail of TSR-2, showing the unpainted Waspaloy fairing)


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